Komplexität beherrschen durch Digitalisierung

Werkstoffe 08. 10. 2024

Die Zukunft der Produktionstechnik mit Ultraschall, wie sie von der Telsonic AG angedacht wird: Ellen-Christine Reiff und Alex Homburg zeigen an einem Beispiel aus der Produktion, wie durch die Digitalisierung beim Schweißen mit ­Ultraschall die Effizienz in der Fertigung erhöht und so ein Mehrwert für den Anwender erzielt werden kann

Digitalisierung in der Produktion ist kein kurzfristiger Trend, sondern setzt sich mit zunehmender Dynamik durch. Kontinuierliches Erfassen und Auswerten relevanter Daten führt zu entscheidenden Erkenntnisgewinnen, um Zusammenhänge und Wechselwirkungen besser zu verstehen und komplexe Produktionsprozesse effizienter zu steuern. In der Folge können Kosten gesenkt, Prozesse beschleunigt und Ressourcen für andere Aufgaben freigesetzt werden.

Digitalisierung ist aber auch eine Herausforderung und erfordert ein hohes Maß an Flexibilität bei der eingesetzten Produktionstechnik. Das gilt auch für Ultraschall-Schweißsysteme. Um hier das Potenzial der Digitalisierung sowohl heute als auch in Zukunft ausschöpfen zu können, müssen Hard- und Software perfekt aufeinander abgestimmt sein, sodass Daten aus den verschiedensten Quellen erfasst und in Echtzeit bereitgestellt werden können. Dabei sollte die Nutzung des Systems für das Ultraschallschweißen beherrschbar bleiben, sich für den Anwender möglichst vereinfachen und flexibel in die jeweilige Produktionssystematik zu integrieren sein.

Die Schweizer Telsonic-Gruppe ist seit 1966 mit industriellen Ultraschallsystemen in Europa, Amerika und Asien vertreten. Innovative, hochwertige Produkte made in Switzerland haben dazu beigetragen, dass sich die Ultraschallexperten in vielen ­Anwendungen einen technischen Vorsprung erarbeitet haben. Mit der Einführung der Technologieplattform TelsoFlex wurde der Grundstein für eine umfassende Digitalisierung im Ultraschallschweißen gelegt, auf der die Funktionsmodule Weld Control by TelsoAssist aufbauen (Abb. 1).

Abb. 1: Die Software TelsoFlex bildet die Grundlage zur Ausschöpfung des Digitalisierungspotenzials beim Ultraschallschweißen (Bild: Telsonic)

 

Die Software verbindet die Hardware der ­Ultraschallsysteme zum Metall- oder Kunststoffschweißen mit den Benutzeroberflächen und bietet die notwendige Flexibilität und Stabilität, um eine Vielzahl an Daten zum Schweißprozess zu erfassen und in Echtzeit bereitzustellen. Damit bildet sie eine stabile Basis nicht nur für alle heutigen, sondern auch für zukünftige datengetriebene Funktionen.

Mehr als nur Daten

Daten allein sind aber nicht alles. Deshalb haben die Ultraschallspezialisten mit Telso­Assist eine Toolbox geschaffen, die aus erfassten Daten praxisrelevante Informationen gewinnt. Die entsprechenden Funktionspakete, beispielsweise zur Fehlervermeidung, Rückverfolgbarkeit oder zur Planung von Servicearbeiten, werden ständig weiterentwickelt, um die Nutzung der Ultraschallsysteme zu unterstützen. Dabei stehen die Reduzierung von Aufwand für Betrieb und Wartung sowie eine durchgehende Nutzer­erfahrung im Fokus. Die Bedienung soll konsistent bleiben, auch wenn neue, verbesserte Funktionen hinzukommen.

Die Weichen dafür sind gestellt, wie Lutz Lehmann (Abb. 2), seit April 2024 Projektleiter Digitalisierung bei Telsonic, betont: Vor meinem Wechsel zur Telsonic AG war ich mehr als zwei Jahrzehnte bei Dräxlmaier, einem führenden Unternehmen der Automobilindustrie, tätig und konnte dort praktisch Erfahrungen zu nahezu allen Aspekten der Produktionstechnik mit Ultraschall sammeln. Der Wechsel zu Telsonic war für ihn die Gelegenheit, seine Anwendererfahrung in die Entwicklung der Ultraschallsysteme einbringen zu können: Ich werde dazu beitragen, komplexe Methoden und Entwicklungen in praxisgerechte Funktionen zu überführen.

Abb. 2: Lutz Lehmann, Projektleiter Digitalisierung bei Telsonic (Bild: Telsonic)

 

Einfachheit als Schlüssel zum Erfolg

Fachkräftemangel und die dadurch weiter verstärkte Anforderung, die personellen Ressourcen von unproduktiven Aufgaben zu entlasten, sind nicht nur in der Automobilindustrie, sondern auch in der Verpackungstechnik und der Medizinindustrie wichtige Themen. Hinzu kommen steigende Anforderungen an das Qualitätsmanagement zur Fertigung sicherheitsrelevanter Produkte. Hier bietet der TelsoAssist schon heute viel ­praxisgerechte Unterstützung. Das Tool Commissioning Log beispielsweise hilft dabei, die korrekte Funktion des Ultraschallsystems ­sicherzustellen. Monitoring-Funktionen zeigen im Betrieb unzulässige Abweichungen frühzeitig auf (Abb. 3). Dazu werden aktuelle Messwerte ständig mit abgesicherten, permanent aktualisierten Referenzdaten verglichen, um Fehler gar nicht erst entstehen zu lassen. Ein konkretes Beispiel hierfür liefert ein Unternehmen der Elektronikbranche, das die Ausschussrate um 25 Prozent reduzieren konnte, indem es die Überwachungsfunktionen von Telso­Assist nutzte.

Abb. 3: Automatisierte Grenzwerterstellung und einstellbare Prozessparameter für maximale Qualitätssicherung mit der Quality Sigma App (Bild: Telsonic)

 

Die Ultraschallsysteme können zudem einfach und zugleich sicher per Web-Oberfläche konfiguriert und in Anlagen integriert werden. Der MES Connector vereinfacht die Anbindung von Telsonic-Anlagen an kundenseitige Fertigungssysteme (MES). Kunden können die Schnittstelle zu ihrem MES selbst anpassen, was ihnen ermöglicht, ihre Systeme individuell zu gestalten, ohne auf Telsonic angewiesen zu sein. Der MES Connector bietet vorgefertigte Funktionen, um auf Ereignisse zu reagieren, Aufträge zu erfassen, Meldungen zu senden, Protokolle zu erstellen und Daten abzufragen. Der MES Connector ist eine JAVA-Open-Source-Software, die parallel zur Telso®Flex-Software auf dem PC der Maschine läuft.

Lutz Lehmann weist darauf hin, dass bei der Nutzung von Software Einfachheit der Schlüssel zum Erfolg ist – Komplexität muss beherrschbar sein. Dazu gelte es, aus Daten klare und verständliche Funktionen zu machen, mit denen der Endnutzer Aufwand reduzieren und sich neue Freiheitsgrade erschließen könne. Durch die Visualisierung und Überwachung von Daten und Zuständen sowie die Protokollierung von Abweichungen werden Anwenderinnen und Anwender umfassend unterstützt. Workflows sind so gestaltet, dass sie die Einarbeitungszeit signifikant verkürzen und im Bedarfsfall mit konkreten Empfehlungen assistieren, um die Produktion aufrechtzuerhalten.

Kontinuierliche Weiterentwicklung

Durch kontinuierliche Entwicklung werden immer leistungsfähigere, zum Teil heute noch visionäre, Funktionen hinzukommen und sich nahtlos in die Software und deren Benutzeroberfläche integrieren. Die Nutzung der Systeme für das Ultraschallschweißen kann so zur langfristigen Investition in die digitale Zukunft werden. Die Richtung ist schon vorgegeben. Es sind bereits neue Funktionsmodule in der Entwicklung. Die Datenverarbeitung wird differenzierter werden und Überblick und Kontrolle bei dynamischen Ereignissen durch Echtzeitdatenverarbeitung ermöglichen.

Die kontextbezogene Visualisierung hilft dabei, die Komplexität zu beherrschen und zeigt nur das an, was gerade entscheidend ist. Praxisnähe soll den Umgang mit der Technik stetig vereinfachen, ohne dabei Kompromisse bei der Leistungsfähigkeit von Funktionen eingehen zu müssen. Um diese Praxisnähe zu erreichen, ist nach Überzeugung von Lutz Lehmann der direkte Kontakt mit Integratoren und Endanwendern von entscheidender Bedeutung. Dazu steht Lehmann für persönliche Gespräche und den intensiven fachlichen Austausch zur Verfügung.

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